基于WiFi的PM2.5测试仪设计

马海琴，叶俊明

（桂林电子科技大学，广西 桂林 541004）

基于WiFi的PM2.5测试仪设计

马海琴，叶俊明

（桂林电子科技大学，广西 桂林 541004）

室内环境的好坏关系到人类生活质量、动植物生长环境的好坏。随着社会的发展，人们对室内环境的要求提升到了一个新的高度。文章介绍了一种以单片机为核心，采用WiFi为传输模式，运用光学传感器对粉尘颗粒浓度进行实时监测的测试仪。该测试仪具有良好的实用价值和研究意义。

PM2.5；实时监测；无线传输

1　总体设计

系统采用自带10位AD、看门狗、硬件串口的12C5A60S2单片机。PM2.5采用GP2Y1010AU，该传感器是一种模拟输出式的光学传感器［1］。单片机通过WiFi无线模块将处理后的传感器数据传输至电脑或手机端，方便用户进行实时监测。

2　无线通信模块的设计

2.1 WiFi模块设计

WiFi模块采用ESP8266模块，电路如图1所示。ESP8266有3种工作模式：STA，AP，STA+AP。本文采用AP模式配置ESP8266模块作为热点，实现手机或电脑直接与模块通信，实现局域网无线控制。这种模式可以在没有互联网的情况下实现数据的采集传输［2］。

图1 WiF模块电路图

2.2 WiFi模块的配置

采用单片机通过串口对ESP8266进行相关模式的配置：开启服务器功能；设置WiFi模块的名字和密码；设置成多连接；设置TCP服务端口。配置程序如下：

3　传感器模块的设计

3.1 粉尘浓度检测传感器工作原理

粉尘浓度检测传感器采用GP2Y1010AU，此传感器采用红外发射和红外接收二极管形成对角分布如图2所示。粉尘经过中间检测区受到红外线的照射，将红外线反射至接收管从而实现粉尘与电信号的转换［3］。利用单片机的AD对输出的模拟信号进行采集，模拟电压与粉尘浓度的关系如图3所示。

图2 红外发射和红外接收二极管形分布示意

图3 电压与粉尘浓度的关系模拟示意

3.2 粉尘浓度检测程序

从图3可以计算出在线性区间中传感器输出电压与粉尘浓度的关系：

F（x）= 0.1714 x－0.1x为输出电压

对于输出电压大于3.5V和小于0V的部分则限制Fx的值即可。

4　结语

本作品采用单片机对PM2.5进行检测，利用WiFi无线传输形式对环境中粉尘浓度进行实时的样品采集、数据分析校正，研制一款相对便宜、稳定安全、方便的实时监测仪，提高人们对环境的监测水平，具有良好的市场价值和研究意义。

［1］邓积微.基于无线传感器网络家居环境监测系统的研究与设计［D］.长沙：湖南大学，2009.

［2］贾浩强，李耀.基于WiFi无线温湿度检测节点设计［J］.单片机与嵌入式系统应用，2014（5）：70-72.

［3］刘君华.智能传感器系统［M］.西安：西安电子科技大学出版社，2010.

Design of PM2.5 tester based on WiFi

Ma Haiqin， Ye Junming
（Guilin University of Electronic Technology， Guiling 541004， China）

Quality of indoor environment is related to the quality of human life， and it decides the growing environment of animal and plants is good or bad. With the development of the society， people put forward higher requirements for the indoor environment. The article introduced a kind of tester by using the single chip as core， adoptinging WiFi as the transmission mode and using optical sensor to monitor the concentration of dust particles in real time. The tester is of a good practical value and research signifcance.

PM2.5； real-time monitoring； wireless transmission

马海琴（1990— ），女，山东临沂。